Министерство образования и науки РФ

Рязанский государственный радиотехнический университет

Кафедра БМПЭ

Курсовая работа по дисциплине

«Электротехника и электроника»

«Расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе»

Выполнил: ст. гр. 132 Белов А.В.

Проверил: Рыбин Н.Б.

Рязань 2012

1. Анализ технического задания.

Рассмотрим основные требования, предъявленные техническим заданием к разрабатываемому однокаскадному усилителю на биполярном транзисторе:

• Усилитель должен иметь коэффициент усиления по напряжению равный 20.

• Усилитель должен поддерживать стабильность усилительного коэффициента в частотном диапазоне от 100 Гц до 250 кГц.

• Усилитель должен работать в температурном диапазоне от -20̊ С до +60̊ С.

• Входное сопротивление должно быть равно 1700 Ом, напряжение питания усилителя должно быть равно 20 В.

• Усилитель должен работать при емкости нагрузки 360 пФ, сопротивлении нагрузки 100 кОм, напряжении источника сигнала 0.1 В и внутреннем сопротивлении источника питания 50 Ом.

В [1] показан расчёт усилительного каскада на биполярном транзисторе со схожими параметрами. Поэтому, можно сказать, что данный усилитель на биполярном транзисторе с указанными параметрами можно разработать.

2. Выбор транзистора и элементной базы.

Необходимо подобрать транзистор, параметры которого удовлетворяют следующим требованиям:

• Напряжение . Это необходимо для увеличения срока службы и надёжности усилителя. То есть для данной работы .

• Граничная частота больше 250 кГц.

• Температурный диапазон от -20̊ С до +60̊ С.

Данным требованиям удовлетворяет транзистор КТ315А.

Параметры КТ315А:

МГц

Где

- граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером.

– максимально допустимое напряжение коллектор – эмиттер.

– максимально допустимый постоянный ток коллектора.

– максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора без теплоотвода.

- статистический коэффициент передачи тока биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером.

3. Расчет статического режима работы биполярного транзистора по постоянному току (расчет рабочей точки).

Для расчета рабочей точки используем схему H-смещения, так как в этой схеме фиксируется напряжение на базе транзистора, не зависимо от изменений тока в базе транзистора и внешних изменений.

Для задания рабочей точки зададим коллекторное сопротивление равное: .

Тогда . Задавая рабочую точку в середине нагрузочной прямой получим:

мА. (1)

Коэффициент усиления по напряжению вычисляется по формуле: . Чтобы учесть погрешность берем коэффициент =22.

Значит Ом. Округлим это значение до значения, соответствующего ряду E24 [2]. Получим Ом.

Рассчитаем ток базы: мА, - коэффициент усиления тока базы в схеме с общим эмиттером.

Для задания рабочей точки требуется стабилизировать напряжение на базе транзистора. Для этого можно использовать делитель напряжения. Чтобы обеспечить режим источника ЭДС нужно задать ток через резисторы делителя напряжения много больше тока базы.

Пусть мА.

Найдём напряжение на базе транзистора:

В.

Для делителя напряжения, сопротивления R₁ и R₂ можно найти по формулам: Ом.

Округлим до значения, соответствующего ряду Е24 [2]: кОм.

Ом.

Округлим до значения, соответствующего ряду Е24 [2]: кОм.

Для расчета коэффициента нестабильности схемы с H-смещением заменим делитель напряжения на эквивалентную схему в виде источника напряжения с внутренним сопротивлением .

Тогда: Ом.

Коэффициент нестабильности находится по формуле